Skanowanie laserowe w kryminalistyce

Wprowadzenie
Podstawowa dokumentacja miejsca przestępstwa wymaga niezwykle szczegółowego opisu zastanego stanu rzeczy. Jednak udokumentowanie wszystkiego może być nie lada wyzwaniem dla śledczych i techników z uwagi na krótki czas gromadzenia, jak i ulotność dowodów. Niniejsze opracowanie prezentuje metody wykorzystania skanerów laserowych 3D w dokumentowaniu miejsc przestępstw w sposób bardziej wszechstronny niż za pomocą tradycyjnych narzędzi.

Na czym polega skanowanie laserowe 3D?
Skanowanie laserowe 3D to proces rejestrowania milionów punktów danych rzeczywistego otoczenia (chmura punktów 3D), umożliwiający wirtualne oględziny danego miejsca. Takie chmury punktów mogą służyć do tworzenia dokładnych,  realistycznych, trójwymiarowych komputerowych modeli graficznych, wykorzystywanych w różnych zastosowaniach, takich jak badanie miejsc przestępstw, wypadków i pożarów.

Rodzaje skanerów laserowych
Występują dwa główne rodzaje wielkogabarytowych skanerów laserowych 3D: pulsacyjne (TOF) oraz fazowe. Skaner TOF wysyła pojedynczy impuls światła laserowego, a następnie mierzy czas powrotu światła odbitego od obiektu do czujnika odległości. Znając czas przelotu w obie strony można obliczyć odległość między powierzchnią obiektu a skanerem. 

Skanery pulsacyjne, stosowane zwykle w skanowaniu dalekiego zasięgu, rejestrują punkty z prędkością sięgającą 50 000 punktów na sekundę.

Skaner fazowy wysyła podczerwoną wiązkę laserową, która zostaje odbita i wraca do systemu. Następnie zostaje obliczona odległość między obiektem a skanerem przez analizę przesunięcia fazowego w długości fali wiązki powrotnej w porównaniu do wiązki wysłanej. Skanery fazowe, rejestrujące do 976 000 punktów na sekundę z dokładnością +/- 2 mm, zapewniają wyższą rozdzielczość niż skanery TOF i są od nich szybsze. Rozwój techniki umożliwił także budowę mniejszych modeli, które są prostsze w obsłudze i znacznie tańsze.

Tradycyjne gromadzenie dowodów a skanowanie laserowe
W typowym miejscu przestępstwa śledczy, technicy i inni przedstawiciele organów ścigania muszą decydować, co jest istotne dla sprawy, co należy sfotografować, zmierzyć i zabrać. Zazwyczaj wiąże się to z używaniem tradycyjnych narzędzi, takich jak taśmy miernicze, koła pomiarowe, aparaty fotograficzne i kamery, a także stacje pomiarowe do fotografowania ścian, drzwi, mebli i wielu innych obiektów.

Jednak zważywszy skalę materiału dowodowego w miejscu przestępstwa i w wielu przypadkach ograniczoną przestrzeń, w której zespół musi pracować, może to być niezwykle trudne zadanie. Dodatkową trudność może sprawiać szybkie określenie, które przedmioty są istotne — w przypadku stosowania tradycyjnych metod udokumentowanie wszystkiego może wymagać kilku dni. Często znaczenie różnych przedmiotów i obrazów zostaje ustalone dopiero w toku śledztwa, kiedy miejsce przestępstwa mogło już ulec zmianom i nie można dokonać pomiarów.

Zastępując tradycyjne metody dokumentowania miejsc przestępstwa, skanery laserowe oferują nowatorskie podejście do oględzin i dokumentacji takich miejsc. Skanery laserowe potrafią zmierzyć i sfotografować praktycznie wszystko, co znajduje się w ich zasięgu. Dane zgromadzone za pomocą systemów skanowania laserowego są o wiele dokładniejsze i obszerniejsze w porównaniu z danymi zebranymi przy użyciu taśm mierniczych i szkiców czy gromadzenia pojedynczych punktów za pomocą tachimetru.

Na przykład w typowym 360-stopniowym skanie pomieszczenia śledczy mogą zgromadzić 10 milionów punktów w ciągu mniej więcej 5 minut — rejestrując zastaną sytuację z dokładnością do milimetra. Szybka praca i kompaktowe rozmiary skanera laserowego pozwalają błyskawicznie dokumentować całe otoczenie bez cienia subiektywizmu — wszystko zostaje zarejestrowane w oryginalnym położeniu. Po wykonaniu trwałego zapisu danego miejsca można obliczyć dokładne wymiary za pomocą różnych programów przeznaczonych specjalnie do analizy miejsc przestępstw długo po tym, jak uległy one zatarciu.



Zalety skanowania laserowego w kryminalistyce
Wiele zespołów kryminologów przekonało się, że wykorzystanie skanera laserowego w ich pracy przysparza korzyści znacznie wykraczających poza analizę miejsc przestępstw. Na przykład wprowadzenie danych skanowania laserowego do programu w celu rejestracji punktów danych pozwala wygenerować fotorealistyczny model 3D.

Takie modele mogą zostać później wykorzystane w sądzie, aby interaktywnie i dokładnie przedstawić miejsce zbrodni ławie przysięgłych. Stworzenie pełnokolorowej wizualizacji umożliwia prawnikom „zabranie” przysięgłych na miejsce i pokazanie zachowań osób biorących udział w przestępstwie przy przedstawieniu bardziej przekonujących argumentów niż zwykłe zdjęcia.

Co więcej, proces może się rozpocząć po wielu miesiącach, a nawet latach, od daty przestępstwa. Dzięki modelom miejsc wygenerowanym na podstawie danych skanowania można takie miejsca wielokrotnie oglądać i badać w poszukiwaniu dodatkowych informacji.

Wszechstronność urządzenia umożliwia dokumentowanie pomieszczeń i miejsc na wolnym powietrzu w wysokiej rozdzielczości. Pomaga to zespołom kryminologów wykonać większą liczbę czynności w krótszym czasie. Po kilkuminutowej konfiguracji skaner precyzyjnie rejestruje szczegółowe wymiary pomieszczeń i otoczenia.



Zastosowania praktyczne w kryminalistyce
Wizualizacje pomieszczeń. Barwne modele 3D, wykonane na podstawie plików rejestrowanych w kolorze danych, oferują najbardziej realistyczny widok zarejestrowanego miejsca. Za pomocą różnych programów narzędziowych można dokonywać pomiarów dowolnych punktów w danym miejscu.

Trajektorie pocisków. Dodanie do modelu trójwymiarowych linii widzenia na potrzeby symulacji i analizy umożliwia technikom obliczenie trajektorii pocisków.

Analiza plam krwi. Pracując bezpośrednio ze zdjęciami plam krwi w modelu 3D, technicy są w stanie odtworzyć trajektorie rozprysków krwi i zobaczyć je w danym miejscu.

Punkt widzenia. Tworzenie punktu widzenia reprezentującego osobę, np. specjalistę zabezpieczającego na miejscu przestępstwa. Interaktywne przedstawienie tego, co dokładnie można było zobaczyć z danego punktu widzenia.

Podsumowanie
Dostarczając szczegółowe zdjęcia miejsc przestępstw, skanowanie laserowe 3D usprawnia pracę kryminologów — od gromadzenia dowodów po późniejsze przetwarzanie danych i prezentacje sądowe. Skanowanie laserowe w miejscach popełnienia zabójstwa, wypadków drogowych czy innych zdarzeń, które policja lub prywatni detektywi muszą udokumentować, stanowi niezwykle dokładne, systematyczne podejście do gromadzenia dowodów.

Zdjęcia dzięki uprzejmości firmy 3rdTech (www.3rdtech.com)